解決{c}{3x+2y=5}{x+3y=-3} |Microsoft數學求解器

$$\left.\begin{array} { c } { 3 x + 2 y = 5 } \\ { x + 3 y = - 3 } \end{array} \right\}$$

解 x、y

$$x=3$$

$$y=-2$$

使用代換的步驟

使用代換法來解一對方程式的方法: 首先解出其中一個方程式的一個變數。然後使用結果取代另一個方程式中的該變數。

$$3x+2y=5,x+3y=-3$$

選擇其中一個方程式並使用下列方式解出 x: 將 x 單獨置於等號的左邊。

$$3x+2y=5$$

從方程式兩邊減去 2y。

$$3x=-2y+5$$

將兩邊同時除以 3。

$$x=\frac{1}{3}\left(-2y+5\right)$$

\frac{1}{3} 乘上 -2y+5。

$$x=-\frac{2}{3}y+\frac{5}{3}$$

在另一個方程式 x+3y=-3 中以 \frac{-2y+5}{3} 代入 x在方程式。

$$-\frac{2}{3}y+\frac{5}{3}+3y=-3$$

將 -\frac{2y}{3} 加到 3y。

$$\frac{7}{3}y+\frac{5}{3}=-3$$

從方程式兩邊減去 \frac{5}{3}。

$$\frac{7}{3}y=-\frac{14}{3}$$

對方程式的兩邊同時除以 \frac{7}{3}，與兩邊同時乘上該分式的倒數一樣。

$$y=-2$$

在 x=-\frac{2}{3}y+\frac{5}{3} 中以 -2 代入 y。因為產生的方程式包含只有一個變數，您可以直接解出 x。

$$x=-\frac{2}{3}\left(-2\right)+\frac{5}{3}$$

-\frac{2}{3} 乘上 -2。

$$x=\frac{4+5}{3}$$

將 \frac{5}{3} 與 \frac{4}{3} 相加的算法: 先通分，接著相加分子，然後將分式化為最簡分式。

$$x=3$$

現已成功解出系統。

$$x=3,y=-2$$

使用矩陣的步驟

將方程式以標準式表示，然後使用矩陣來解方程組。

$$3x+2y=5,x+3y=-3$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}5\\-3\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\-3\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\-3\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&2\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\-3\end{matrix}\right)$$

對 2\times 2 矩陣 \left(\begin{matrix}a&b\\c&d\end{matrix}\right)，逆矩陣為 \left(\begin{matrix}\frac{d}{ad-bc}&\frac{-b}{ad-bc}\\\frac{-c}{ad-bc}&\frac{a}{ad-bc}\end{matrix}\right)，所以矩陣方程式可以改寫為矩陣相乘的問題。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{3}{3\times 3-2}&-\frac{2}{3\times 3-2}\\-\frac{1}{3\times 3-2}&\frac{3}{3\times 3-2}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}5\\-3\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{3}{7}&-\frac{2}{7}\\-\frac{1}{7}&\frac{3}{7}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}5\\-3\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{3}{7}\times 5-\frac{2}{7}\left(-3\right)\\-\frac{1}{7}\times 5+\frac{3}{7}\left(-3\right)\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}3\\-2\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=3,y=-2$$

使用消去法的步驟

為了使用消去法求解，兩個方程式中的其中一個變數其係數必須相同，這樣兩個方程式相減時才會消去該變數。

$$3x+2y=5,x+3y=-3$$

讓 3x 和 x 相等的方法: 將第一個方程式兩邊的所有項目都乘上 1，以及將第二個方程式兩邊的所有項目都乘上 3。

$$3x+2y=5,3x+3\times 3y=3\left(-3\right)$$

化簡。

$$3x+2y=5,3x+9y=-9$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 3x+2y=5 減去 3x+9y=-9。

$$3x-3x+2y-9y=5+9$$

將 3x 加到 -3x。 3x 和 -3x 項相互消去，方程式就會只剩下一個變數，很容易就可以解出。

$$2y-9y=5+9$$

將 2y 加到 -9y。

$$-7y=5+9$$

將 5 加到 9。

$$-7y=14$$

將兩邊同時除以 -7。

$$y=-2$$

在 x+3y=-3 中以 -2 代入 y。因為產生的方程式包含只有一個變數，您可以直接解出 x。

$$x+3\left(-2\right)=-3$$

3 乘上 -2。

$$x-6=-3$$

將 6 加到方程式的兩邊。

$$x=3$$

現已成功解出系統。

$$x=3,y=-2$$